תאים מחשבים מסלול מחדש

בעובר המתפתח מתרחשת נדידה גדולה: לא רק תאים בודדים אלא קבוצות שלמות של תאים ישנו את מיקומם לפני שימצאו משכן קבע. ידוע כי אותות כימיים מדריכים את התאים במסעותיהם בגוף העובר, אך מדענים שיערו בעבר כי גם ל"אדריכלות הנוף" יש השפעה לא מבוטלת על קביעת המסלול. פרופ' ניר גוב מהמחלקה לפיסיקה כימית וביולוגית של מכון ויצמן למדע וחוקרים מאוניברסיטת קליפורניה הראו באחרונה כי נדידת צברי תאים אכן מושפעת משילוב בין האותות הכימיים והעיצוב האדריכלי של סביבתם.

להבנת המסלול שעוברים התאים בעובר בדרך ליעדם יש חשיבות רבה, שכן טעויות במסע זה עלולות להוביל להפלה או לפגמים מולדים במוח ובמערכת העצבים. יתרה מכך, הבנת הנדידה של צברי תאים יכולה לסייע גם בחקר הסרטן, שכן היא עשויה לעזור בניבוי או אפילו במניעה של גרורות.

צוות המחקר חקר נדידה זו בעוברים של זבובי פירות. המדענים התמקדו בקבוצה של כעשרה תאים הקרויים "תאי גבול" ונודדים בשלב התפתחות מוקדם מצד אחד של העובר לצדו השני, כשהם נעים כצבר במסלול הקצר ביותר. על סמך תיעוד של עוברי זבובים במעבדתה של פרופ' דניס ג' מונטל באוניברסיטת קליפורניה בסנטה-ברברה, שיער פרופ' גוב כי נוסף על אותות כימיים, מובלים תאי הצבר בקו ישר הודות למבנה הגיאומטרי של התאים התומכים: תאים אלה מאורגנים באיזור זה בקבוצות של שלושה תאים או יותר, שבמרכזן פעור חלל. פרופ' גוב סבר שחללים אלה עשויים לסייע בדחיפה קדימה של צבר התאים.

השערתו התבררה כנכונה אך מסיבות מורכבות יותר. ממודל מתמטי שאותו פיתח עם חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בסן-דייגו, עולה כי כאשר הצבר מצוי בתנועה, התאים הקדמיים שולחים קדימה "אצבעות" אשר יכולות להיתחב בקלות רבה יותר אל החללים שבין התאים – בהשוואה לסידור שבו התאים התומכים מסודרים בצפיפות זה לצד זה. תחיבת ה"אצבעות" אל חללים אלה, מאפשרת לתאים הקדמיים להתייצב ולדחוף את הצבר כולו קדימה אל עבר המשך המסלול.

ואכן, בהתאם למודל, כאשר פרופ' מונטל ועמיתיה הינדסו עוברי זבובים ללא אותו סידור גיאומטרי של תאים תומכים, צבר התאים לא הצליח לנוע בקו ישר אף שלא חל כל שינוי באותות הכימיים. ניסויים אלה איששו את ההשערה, שלפיה למבנה הגיאומטרי של הרקמה התומכת, נוסף על האותות הכימיים, יש תפקיד מכריע בקביעת מסלול התאים בעובר.

במחקר השתתפו ד"ר ויי דאי, ד"ר שיאורן גואו, ד"ר ג'יימס אץ מונדו, ד"ר ג'וזף פ' קמפאנייל, ד"ר היילי בורוס וד"ר סבסטיאן סטרייצ'אן מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה-ברברה; ד"ר יואנשנג קאו ופרופ' אווטר יאן ראפל מאוניברסיטת סן-דייגו; וברנדון ג' מונטל.